刘向明
山东玻纤集团股份有限公司 山东临沂 276400
摘要：本文概述浸润剂配制的程序和大致标准，进一步探讨在该过程中应用的自动控制系统，具体从传感器及执行器、操控界面、系统软件、转向点判定等。以供有关人员参考。
关键词：浸润剂；自动控制系统；温度控制
引言：在玻璃纤维的加工生产活动中，通常选用淀粉型的浸润剂处理其表层，以保证玻纤成品的纺织与力学性能。在此类浸润剂加工制作期间，一般选择自动化的控制手段，用于保证成品质量。在配制时，加入自动控制手段，既可以提升生产参数的精确性，又能规避人为因素引起的质量波动风险，并减轻人工劳动压力，减少企业的聘用人员总量，控制生产成本，获取更多经济效益。
一、浸润剂配制程序及标准
配制程序为：根据设计配方参数，添加配制原料，而后在反应釜内进行蒸汽处理。在温度上升到一定值后，需进行机械搅拌。而在反应釜内温度处于新的设定数值后，停止蒸汽，添加其他原料，同样使用蒸汽升温，提高至设置书之后，添加适量的水，具体的添加量、间隔时长等均需根据配制方案调整。在搅拌期间，需把控转向点，需基于转向点，调整加热水量，通过转向点后，水量也达到极限高度，无需继续加水，继续搅拌，直至配制系统完全停止。在配制期间，温度因子是整个加工处理中的关键，把控质量关系到浸润剂的品质，各阶段拥有相应的温度曲线，在合理的区间中上下起伏。后添加的水体温度需和反应釜中的温度相适应，以免影响浸润剂的制作品质。升温操作采取夹层通蒸汽的处理手段，在温度提高期间需承受蒸汽的压力以及客观温度条件等方面的干扰，此外，温度变送器在获取实际温度值中有延时性。
二、浸润剂配制的自动控制系统
（一）传感器及执行器
支持系统自动运转的主要依靠现场的传感装置，获取实地数据，将此作为控制行为的基础依据。自动系统选用控制装置选型，以及两个模拟量的输入单元。对于配制期间应用的水箱部件，安排两个设备分别进行水位与温度数据的采集，而反应釜中液体的粘稠度、温度与液位各自安排一个采集装置，此外，结合配制工艺，通过系统软件程度，操控水阀（两个）、蒸汽阀（两个）与机油阀（一个）。
（二）控制柜的界面
系统界面的组件为文本显示装置，并配备按键和指示灯，该显示界面能提供汉字内容，并可以兼容多种控制功能，操作简单。把和进行正常连接即可。此显示装置能同时呈现数十条的数据资料，通过操作输入键，便能根据配制需要调整参数，并具备密码功能。依托于完成组态编程，能提升在机油、温度、水量方面进行改动操作的便利性。在调试期间，能通过更改的当前参数，让运算可以最大限度地符合自动系统的运转需要。此外，浸润剂配制加工的全过程可实现实时显示，包括步骤名称及相关构件内的温度情况，保证控制过程的不间断性，提高技术员对配制加工的检测效率[1]。
（三）系统软件部分
基于浸润剂配制任务，系统采取顺序控制，各处理环节启动均是在上一步操作结构的前提下，并在此道工序启动的同时，上一步操作随机停止，以免对当下正在进行中的配制操作造成干扰，此种控制方式有效保障配制过程的安全性，以免操作员的有误行为导致生产活动受到影响，引起控制操作的异常。温度曲线在配制各个阶段会有相应的工序步骤，基于此把加工过程分出多个功能模块，具体包括升温时期、恒温状态、自然冷却以及加水冷却，控制温度的算法等，在自动控制温度中，最关键的为恒温部分，若温度起伏及偏差过大，能降浸润剂的品质。此项控制任务是难度较高的部分，由于该生产环节中的化学反应相对强烈，并且应用的催化剂本身活性以及配制原料品质等，均会引起控制系统的波动。所以，需选用更具效用的算法，这也是解决系统运用难题的关键。
近年来，在工业领域的机械控制方面，形成多种控制算法，其中调节装置，综合差值比例及微分、积分，达到控制的目的。调节器整体结构并不复杂，且操控参数方面设定。普通控制理论开展全面分析会消耗较多的时间，才能完成识别操作，通常难以达到预期控制成效，因此一般会选用调节装置，其控制原理的计算公式如下：
该计算公式表示输出项等于比例项、积分项与微分项三者之和，为使计算机系统可以运用该原理公式，且要求连续算式应当通过离散化，生成周期采样的偏差公式，继而完成输出值的进一步运算，计算机系统处理公式为：
其中，表示的输出；是指的回路增益；代表在第次的采样中，实际偏差值；代表在第次的采样中，实际偏差值；为积分比例的常数；代表回路输出的初始值；是指微分比例的常数。
该控制系统的温度曲线具有非线性的特征，鉴于浸润剂的配制技术的精度标准偏高，需要在原本的前提下，开展智能化设计。基于控制系统在配制加工期间，温度分成上升与下降两个趋势，其温度变化特征略有差异，而温度下降的趋势下，能细分出自然与加水两类冷却方式，具体的参数修改也存在区别，对此，应当把温度参数实行分段处理，实行独立控制，以调高对其的处理灵活度。基于配制过程中的偏差区间与温度波动速率，结合加工现场的试验分析，改进隔离经验因素。
（四）判定转向点
现如今，我国在玻璃纤维的浸润剂加工配制期间，识别转向点的方式基本是依靠颜色断定，该种方式显然有明显的误差，造成控制行为出现误差，降低玻璃纤维成品质量。为改变此种判定上的不足，将对于转向点的识别定为研究的主要难点及突破点。将识别判断的参数由原本的颜色调整成液体粘度，基于此掌握转向点，确实有效提升判定的精确度。控制系统在液体粘度的数据采集上，借助在线实时的传感装置，对配制期间的粘度变化进行检测，大幅提高标定精准度，并生成转向点对应的最佳粘度区间。配制过程中，在遇到最佳粘度范围时，能把握控制器转向，继而保证反应釜内的加工程序精准，维护浸润剂成品质量，从而保证玻璃纤维品质。
（五）试验结果
将此套自动化的控制系统应用在浸润剂配制加工期间，通过实地试验应用，反馈的控制效果较佳。该系统兼顾在填入原料、把控温度、转向点等多项操控功能，经过试验结果现实，此系统能有效改善浸润剂的品质，和传统人工制作处理有较大差异。以往的人工配制方式下，浸润剂的颗粒是微米，且在颗粒的均匀程度上略有欠缺，而控制系统的加入，使得颗粒得以缩小，在微米左右，并且颗粒实际尺寸较为均匀，确实提高浸润剂的质量[2]。
结束语：总之，借助于自动控制系统，促使浸润剂配制的工艺稳定性得以提升，特别是颗粒规格大幅缩小，并更为均匀。此外，因为自动控制，利用传感器掌握液体当前的状态，实现生产全过程检测，增强对温度参数的把控及调整。不仅保障加工质量，还控制劳动力压力，值得广泛运用。
参考文献：
[1]郭聿鲲.改性国产淀粉浸润剂应用研究[D].导师：霍冀川;李军.西南科技大学,2019.
[2]秦嘉.氧化铝连续纤维浸润剂的制备及纤维表面改性探究[D].导师：焦秀玲;陈代荣.山东大学,2018.